FR2564549A1 - Amortisseur hydraulique reglable - Google Patents

Abstract

DANS CET AMORTISSEUR, DANS LEQUEL UNE SOUPAPE DE DERIVATION 10 EST PREVUE EN PARALLELE AVEC L'ORGANE D'ETRANGLEMENT 6, POUR FAIRE VARIER LA FORCE D'AMORTISSEMENT EN AGISSANT SUR UNE DERIVATION 14 MENANT DE LA CHAMBRE DE TRAVAIL SUPERIEURE 4 A LA CHAMBRE DECOMPENSATION 9, L'INVENTION PREVOIT UNE CONSTRUCTION DE SOUPAPE STANDARD QUI PUISSE ETRE UTILISEE NON SEULEMENT DANS UN AMORTISSEUR OU UNE JAMBE DE SUSPENSION SERVANT A GUIDER UNE ROUE MAIS EGALEMENT DANS UNE CARTOUCHE INTERCHANGEABLE DE JAMBE DE SUSPENSION. POUR DES RAISONS DE PLACE, CETTE SOUPAPE 10 EST LOGEE DANS LA REGION DU FOND 12 DE L'AMORTISSEUR.

Description

L'invention se rapporte à un amortisseur hydrau- lique réglable comprenant

un piston d'amortissement fixé à une tige de piston, ce piston divisant le cylindre de travail en deux chambres de travail remplies de liquide 5 d'amortissement et présentant au moins un organe d'étran- glement, le cylindre de travail formant en combinaison avec un tube enveloppe une chambre de compensation qui communique avec le cylindre de travail par au moins une liaison de fluide, une soupape de dérivation opérant en 10 parallèle avec l'organe d'étranglement et reliant la chambre de travail supérieure à la chambre de compensa- tion par l'intermédiaire d'une dérivation. On connait déjà des amortisseurs (par exemple demande de brevet de la R.F.A. publiée sous le n DE- 15 32 31 739), dans lesquels la force d'amortissement peut être modifiée par une liaison de dérivation et dans le- quel la soupape de dérivation est prévue dans le cylin- dre ou dans le guide de la tige de piston. Une telle sou- pape de dérivation règle la variation de section de la 20 dérivation en fonction de la pression ou en réponse à une action électromagnétique. Une telle forme de réalisa- tion présente l'inconvénient de ne pouvoir être utilisée que dans le cas d'amortisseurs qui ne comportent pas de ressort hélicoidal additionnel. Pour des raisons d'encom- 25 brement, lorsqu'on doit utiliser un raccordement de pres- sion ou un distributeur en dehors du tube enveloppe, cet- te forme de réalisation n'est plus utilisable. Ceci est valable en particulier pour les jambes de suspensioon à ressort hélicoïdal, pour les amortisseurs à ressort héli- 30 coldal et pour les cartouches destinés à être utilisés dans les jambes de suspension. Par ailleurs, une telle forme de réalisation est également inutilisable dans le cas des amortisseurs dans lesquels on a besoin d'un tube protecteur additionnel. Toutefois, étant donné que la 35 soupape de dérivation est prévue dans la région du guide de la tige de piston et que ce guide se trouve dans la

majeure partie des cas au-dessus de la coupelle du res- sort et, par conséquent, à l'intérieur du ressort héli- coldal, ces solutions ne peuvent être utilisées que dans une mesure limitée. 5 Par ailleurs, on connaît également des amortis- seurs (par exemple demande de brevet de la R.F.A. pu- bliée sous le n 29 11 768) dans lesquels le dispositif de réglage d'une soupape de dérivation est disposé à l'intérieur de la tige de piston creuse. Dans cette cons- 10 truction, il est prévu dans la partie supérieure de la tige de piston une bobine à l'intérieur de laquelle une armature se déplace dans la direction axiale. L'obtura- teur à commande électromagnétique coopère avec les perca- ges de dérivation situés dans la tige de piston. Un in- 15 convénient de ces formes de réalisation consiste dans la grande complication qu'il est nécessaire de prévoir pour les conduites de raccordement, les organes obturateurs, la membrane et sa fixation. Habituellement, on doit éga- lement utiliser des dispositifs de soupapes ou clapets 20 qui sont différents des dispositifs de série et il est nécessaire de faire passer une tige de traction de gran- de longueur dans la tige de piston creuse. Les usinages qu'il est nécessaire de prévoir dans la tige de piston pour loger la soupape de dérivation commandée entratnent 25 un affaiblissement de cette tige de piston, de sorte que les forces de guidage de la roue ne peuvent être absor- bées que si l'on a pris des mesures spéciales. En outre, les dimensions axiales de l'amortisseur sont habituelle- ment agrandies dans le cas o la soupape de dérivation 30 est logée dans la tige de piston. En partant de cet état de fait, le but de l'in- vention est de permettre de réaliser une modification de la force d'amortissement dans un amortisseur par une liaison de dérivation, tout en obtenant une construction 35 qui puisse être adoptée aussi bien dans un amortisseur et une jambe de suspension servant à guider une roue que

3 dans une cartouche de jambe de suspension, et dans la- quelle non seulement l'utilisation d'une soupape de déri- vation constituée par un élément standard facilite avan- tageusement la tenue du stock mais o, en outre, cette 5 soupape puisse être remplacée dans un dispositif déjà mis en place, ou bien puisse être réutilisée dans un amortisseur neuf dans le cas de remplacement d'un amor- tisseur défectueux, sans poser de problèmes de montage ni de transformation. 10 Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que, pour former la dérivation, un canal partant de la chambre de travail supérieure débouche dans la chambre de compensation dans la région du fond de l'amor- tisseur et par le fait qu'un obturateur de la soupape de 15 dérivation disposée dans la région du fond commande le canal. Dans cette forme de réalisation, on a l'avanta- ge que la soupape de dérivation est située dans la ré- gion inférieure de l'amortisseur de sorte que, compte te- 20 nu des conditions de place restreinte pour le montage, il est possible d'obtenir une solution sans problème. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir de limitation affec- tant la construction dans la région du ressort hélicoi- dal ou de la coupelle de ressort, de sorte que la solu- 25 tion proposée peut être adoptée aussi bien dans le cas d'un amortisseur à ressort hélicoidal que dans le cas d'une jambe de suspension servant de guidage de roue ou que dans celui d'une cartouche interchangeable une jambe de suspension. Là, il convient également de tenir compte 30 du fait que, dans le cas de jambes de suspension guidant les roues, on n'a pas à faire face à un affaiblissement de l'ensemble de guidage de la tige de piston. Selon une autre caractéristique essentielle, le canal constitue une liaison tubulaire qui traverse la 35 chambre de compensation. Dans ce cas, la chambre de com- pensation de l'amortisseur, qui est de toute façon déjà

4 présente, peut être utilisée pour faire passer soit une liaison tubulaire flexible, soit une liaison tubulaire rigide reliant la partie supérieure de l'amortisseur, c'est-à-dire la chambre de travail supérieure à la ré- 5 gion inférieure de l'amortisseur. Dans le fond de l'amortisseur, cette liaison tubulaire est alors guidée dans un passage d'écoulement commandé par la soupape de déri- vation. Selon une autre caractéristique essentielle, le 10 canal est disposé coaxialement à l'extérieur du cylindre de travail. Dans une telle forme de réalisation, la con- figuration à symétrie de révolution d'un amortisseur peut être mise à profit en ce sens que le canal présente en section la forme d'une couronne de cercle, pour garan- 15 tir de cette façon, un grand débit d'échange de fluide. Dans cette construction, selon une forme spéciale de réa- lisation, le canal est constitué par un tube qui entoure le tube enveloppe et est relié à la chambre de compensa- tion par l'intermédiaire d'un perçage ménagé dans le tu- 20 be enveloppe. Dans le cas d'un amortisseur bitube, cette forme de réalisation permet d'agencer un canal sans pro- blème au moyen d'un troisième tube ou tube supplémentai- re. Pour assurer une grande possibilité de varia- 25 tion, la simplicité de la tenue du stock et permettre l'utilissation de sous-ensembles et selon une caractéris- tique de i'invention, la soupape de dérivation est fixée à l'amortisseur par vissage. Dans ce cas, on peut utili- ser des soupapes de dérivation de même type qui permet- 30 tent un réglage de la dérivation par un trou identique. Dans un tel exemple de réalisation, il suffit de doser la surface de section de la dérivation en fonction de l'amortisseur ou du type de jambe de suspension. Dans le cas de l'utilisation d'une cartouche de jambe de suspen- 35 sion, la soupape de dérivation peut être dévissée de l'extérieur, de sorte qu'ensuite on peut démonter les

5 éléments intérieurs de la jambe de suspension et qu'il suffit de mettre en place une cartouche correspondante et de visser ensuite la soupape de dérivation, pour réta- blir la capacité de fonctionnement de la jambe de suspen- 5 sion. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, pour exploiter les possibilités avantageu- ses de la technique de la fabrication en ce qui concerne la forme de réalisation du canal de dérivation et la dis- 10 position de la soupape de dérivation, la soupape de déri- vation est vissée dans le fond, à peu près perpendiculairement à l'axe central de l'amortisseur. Selon une autre caractéristique essentielle, il est prévu au moins deux soupapes de dérivation réparties 15 sur la circonférence. Dans le cas d'un canal de dériva- tion de grande section et de l'utilisation de plusieurs soupapes de dérivation, on peut réaliser sans problème le réglage d'un grand débit. Il est possible de disposer deux ou trois soupapes à un espacement mutuel de 120 , 20 ou même plus de trois soupapes, selon les conditions de place disponible. Selon une forme avantageuse de réalisation, lorsqu'on utilise plusieurs soupapes de dérivation, on prévoit un nombre correspondant de canaux. Dans cette 25 forme de réalisation, on dispose de la possibilité d'agencer un canal séparé pour chaque soupape de dériva- tion. Pour le cas o un amortisseur bitube est muni d'un tube supplémentaire, plusieurs canaux individuels 30 débouchent dans la chambre de compensation en partant du canal disposé coaxialement. Dans cette construction, les canaux élémentaires sont commandés chacun par une soupa- pe de dérivation. Selon une forme de réalisation préférée, la sou- 35 pape de dérivation est composée d'un électro-aimant et d'une armature. Dans cette construction, on peut sans

6 difficulté et en appliquant le principe des construc- tions modulaires, faire en sorte que, dans le cas de la séparation des fonctions de la soupape de dérivation et du réglage du canal de dérivation, l'armature de l'élec- 5 tro-aimant commande un obturateur mobile dans la direc- tion axiale. Dans ce cas, l'obturateur fait partie de l'amortisseur et est adapté à la section correspondante du canal et l'électro-aimant peut être combiné à l'obtu- rateur, pour former un sous-ensemble pouvant être utili10 sé dans différentes versions d'amortisseurs, dans des formes de réalisation identiques. Dans le cas o l'on utilise un perçage étagé de construction appropriée et o l'armature se déplace axia- lement dans un seul sens pendant le temps de mise en cir- 15 cuit de l'électro-aimant, l'obturateur coopère avec un ressort de rappel. Dans ce cas, le ressort de rappel a pour mission de maintenir la dérivation constamment ou- verte lorsque l'électro-aimant n'est pas en circuit. Lorsque l'électro-aimant est en circuit, la dérivation 20 est fermée, de sorte qu'après mise hors circuit de l'électro-aimant, le ressort assure le déplacement axial de l'obturateur et de l'armature de l'électro-aimant. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- 25 tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 représente la région intérieure d'un amortisseur par une vue en coupe ; la figure 2 est une coupe de l'amortisseur re- 30 présenté sur la figure 1 ; la figure 3 représente en coupe un amortisseur standard qui ne possède pas de propriétés de guidage d'une roue ; la figure 4 représente un amortisseur qui est 35 en principe analogue à celui de la figure 3 mais réali- sé sous la forme d'une jambe de suspension guidant une 7 2564549 roue ; la figure 5 représente un amortisseur qui est en principe identique à celui de la figure 4 mais o l'amortisseur proprement dit est constitué par une car- 5 touche de jambe de suspension interchangeable ; la figure 6 représente une forme de réalisation en principe analogue à celle de la figure 1 mais avec plusieurs soupapes de dérivation ; la figure 7 représente en coupe la forme de ré- 10 alisation représentée sur la figure 6 ; les figures 8 et 9 représentent une forme de ré- alisation en principe identique à celle de la figure 6 mais o les canaux débouchant dans la chambre de compensation présentent des diamètres différents ; 15 la figure 10 représente une autre forme de réa- lisation de l'amortisseur représenté sur la figure 1, avec cette différence qu'il y est prévu un canal de déri- vation disposé coaxialement et constitué par un canal an- nulaire. 20 L'amortisseur hydraulique représenté sur la fi- gure 1 comprend essentiellement le cylindre de travail 3, et la tige de piston 1 à l'extrémité de laquelle est fixé le piston d'amortissement 2. Le piston d'amortisse- ment 2 divise le volume intérieur du cylindre de travail 25 3 en une chambre de travail supérieure 4 et une chambre de travail inférieure 5. Le piston d'amortissementn 2 possède des organes d'étranglement 6 qui servent à l'amortissement des vibrations. Pour la fixation de l'amortisseur dans le véhicule, il est prévu des dispositifs de fixation 22 en haut et en bas. Le volume de flui- de refoulé par la plongée de la tige de piston 1 est con- duit dans la chambre de compensation 9 à travers la sou- pape de fond 7. La chambre de compensation 9 est formée par le cylindre de travail 3 et le tube enveloppe 8. 35 Dans la chambre de compensation 9, s'étend une liaison tubulaire 14 qui mène au canal 11, ce canal 11 étant com-

8 mandé par une soupape de dérivation 10 et, selon la posi- tion de l'armature 20 et, de ce fait, selon la position de l'obturateur 13, une dérivation allant de la chambre de travail supérieure 4 à la chambre de compensation 9 5 en passant par le tube 14 et le canal 11 est ouverte ou fermée. La soupape de dérivation 10 est composée de l'électro-aimant 19, qui comprend une bobine intégrée et une armature d'électro-aimant 20, ces deux éléments 10 étant montés dans le fond 12 de l'amortisseur au moyen d'une liaison à vis 23. La soupape de dérivation 10 est agencée à peu près perpendiculairement à l'axe central 17 de l'amortisseur. L'obturateur 13 est sollicité par le ressort de rappel 21 qui développe contamment une for- 15 ce orientée vers la position d'ouverture du canal 11. Le canal 11 est isolé de l'atmosphère extérieure par la ba- gue torique 24 et une bille 25 sertie dans ce canal. Le conducteur de connexion 26 est utilisé pour alimenter l'électro-aimant 19 en courant électrique. 20 Dans le cas o l'on utilise un fond 12 corres- pondant, le tube enveloppe est fixé sur un prolongement de ce fond par l'assemblage 27 opérant par sQreté de forme et il est monté à joint étanche au moyen d'une garni- ture d'étanchéité 28. 25 La figure 2 représente une coupe prise dans la région du fond 12 de l'amortisseur représenté sur la fi- gure 1 et on peut y voir l'attache 22 et le cylindre de travail 3 qui forme, avec le tube enveloppe 8, la cham- bre de compensation 9 dans laquelle est prévue la liai- 30 son tubulaire 14 qui mène au canal 11. L'électro-aimant 19 est disposé à peu près perpendiculairement à l'axe central 17 de l'amortisseur. Les assemblages 27 opérant par sQreté de forme sont constitués par des régions par- tielles repoussées réparties sur la périphérie. 35 La figure 3 représente un amortisseur standard qui est en principe identique à celui de la figure 1

9 mais qui n'a pas à assurer en utilisation pratique de fonction de guidage d'une roue. Il est composé de la ti- ge de piston 1, du piston d'amortissement 2, du cylindre de travail 3 et du tube enveloppe 8, ainsi que de l'atta- 5 che inférieure 22 et de l'attache supérieure 29. De la chambre de travail supérieure 4, part une liaison tubu- laire 14 qui mène au canal 11 et à la chambre de compen- sation 9 en passant le long de l'obturateur 13. L'élec- tro-aimant 19 commande cette liaison de dérivation. 10 Sur la figure 4, on a représenté une jambe de suspension servant à guider une roue et dans laquelle, contrairement au cas de l'amortisseur de la figure 3, il est prévu en outre une patte 30 servant pour la fixation d'une fusée de roue. Dans sa région supérieure, le tube 15 extérieur 8 est fixé à la coupelle de portée inférieure 31 du ressort, cette coupelle de portée inférieure 31 du ressort servant à donner appui à un ressort hélicoidal. De telles jambes de suspension de guidage de roues sont utilisées habituellement dans les suspensions du type 20 MacPherson. Cette forme de réalisation montre clairement qu'il n'est pas possible d'agencer une soupape de dériva- tion interchangeable 10 dans la région supérieure. Du reste, il est également prévu dans cette forme de réalisation une liaison tubulaire 14 menant de la chambre de 25 travail supérieure 4 à la chambre de compensation 9 en passant par le canal 11. L'obturateur 13 est formé sépa- rément de l'armature 20 de l'électro-aimant 19 et il est sollicité par un ressort de rappel 21 par l'intermédiai- re du perçage étagé 32. La vis de fixation 33 est utilisée pour la fixation de la jambe de suspension à la car- rosserie. La figure 5 représente à nouveau une jambe de suspension servant à guider une roue et dans laquelle un tube extérieur 34 est muni d'un couvercle vissé 35, de 35 sorte que l'espace intérieur peut recevoir une cartouche interchangeable. Cette cartouche interchangeable est

10 constituée par un amortisseur complet, composé de la ti- ge de piston 1, du piston d'amortissement 2, du cylindre de travail 3 et du tube enveloppe 8. Ces éléments, con- jointement avec le tube enveloppe, peuvent être rempla- 5 cés en cas d'usure, de sorte que le tube extérieur 34, lacoupelle de portée inférieure 31 du ressort ainsi que la patte 30 et la fusée fixée à cette patte peuvent res- ter dans le véhicule. Ce remplacement s'effectue en dé- vissant la soupape de dérivation 10, de sorte qu'on peut 10 maintenant accéder axialement à la cartouche de rechan- ge. Ces particularités mises à part, le principe est com- parable à celui illustré par la figure 4. Lorsque l'amor- tisseur est défectueux, l'électro-aimant avec son corps de bobine, son armature 20 et son conducteur de con- 15 nexion 26 peuvent rester dans le véhicule. La forme de réalisation d'un réglage de dériva- tion qui est représentée sur les figures 6 et 7 se rap- porte à une forme de réalisation possédant un grand dé- bit d'échange de volume et une commande variable réali- 20 sée au moyen de trois soupapes de dérivation 10. Ces sou- papes de dérivation 10 sont disposées dans le fond 12 de l'amortisseur à intervalles angulaires de 120 et elles commandent le débit du liquide qui s'écoule dans la chambre de compensation 9 en passant par la liaison tubulai- 25 re et par le canal 11l. Les angles aigus formés entre les différents obturateurs 13 sont tous de 120 de sorte que, lorsque les trois électro-aimants 19 sont en cir- cuit, la dérivation est fermée et que, si l'on n'excite en parallèle qu'un ou deux des électro-aimants 19, le ca- 30 nal 11 n'est libéré que partiellement. La commande en pa- rallèle des différentes soupapes de dérivation 10, per- met d'obtenir une aptitude de réaction rapide et une lar- ge possibilité de modification de l'ensemble du disposi- tif. 35 Dans le cas du canal 11 représenté sur les figu- res 8 et 9, la compensation de volume par écoulement al-

11 lant de la chambre de travail supérieure 4 à la chambre de compensation 9 est réglée dans la région du débouché par des canaux individuels 36 qui sont commandés chacun par un électro-aimant 10. Ces canaux individuels 36 peu- 5 vent présenter des diamètres identiques ou, au contrai- re, comme on l'a représenté sur la figure 9, des diamè- tres différents de sorte que, par une commande différen- tielle des électro-aimants 19, on peut obtenir une gran- de variété de sections d'écoulement. La section d'écoule- 10 ment à libérer peut être adaptée aux conditions existan- tes de roulement et elle peut être réglée par l'interven- tion d'un dispositif électronique approprié. Toutefois, l'utilisation d'un tel dispositif électronique ne consti- tue pas une condition nécessaire pour le fonctionnement 15 de l'amortisseur proprement dit. Sur la figure 10, on a représenté, en qualité d'autre variante, un amortisseur bitube comportant un tu- be supplémentaire 15 qui forme la liaison tubulaire 14 en combinaison avec le tube enveloppe 8 mais cette liai- 20 son revêt ici la forme d'une dérivation à grand débit disposée coaxialement autour du cylindre de travail 3. Ici, le fluide d'amortissement pénètre de la chambre de travail supérieure 4 dans la liaison tubulaire 14 en pas- sant par le perçage transversal 37 et, de là, il gagne 25 la chambre de compensation 9 en passant par le persage 16 formé à travers le tube enveloppe 8. Ce passage 16 correspond au canal 11 des figures 1 à 9. Cette forme de réalisation présente elle aussi un obturateur 13 qui n'est pas rigidement solidaire de l'armature 20 de 30 l'électro-aimant 19. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (12)

R E V E N D IC ATIONS

1 - Amortisseur hydraulique réglable comprenant un piston d'amortissement fixé à une tige de piston, ce piston divisant le cylindre de travail en deux chambres de travail remplies de liquide d'amortissement et présen- 5 tant au moins un organe d'étranglement, le cylindre de travail formant en combinaison avec un tube enveloppe une chambre de compensation qui communique avec le cylin- dre de travail par au moins une liaison de fluide, une soupape de dérivation opérant en parallèle avec l'organe 10 d'étranglement et reliant la chambre de travail supérieu- re à la chambre de compensation par l'intermédiaire d'une dérivation, caractérisé en ce que, pour former la dérivation, un canal (11) partant de la chambre de tra- vail supérieure (4) débouche dans la chambre de compensa- 15 tion (9), dans la région du fond (12) de l'amortisseur, en ce qu'un obturateur (13) de la soupape de dérivation (10) disposée dans la région du fond (12) commande le ca- nal (11).

2 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- 20 térisé en ce que le canal (11) constitue une liaison tu- bulaire (14) qui traverse la chambre de compensation (9).

3 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le canal (11) est disposé coaxialement 25 à l'extérieur du cylindre de travail (3).

4 - Amortisseur selon la revendication 3, carac- térisé en ce que le canal (11) est constitué par un tube (15) qui entoure le tube enveloppe (8) et est réuni à la chambre de compensation (9) par un perçage (16) ménagé 30 dans le tube enveloppe (8).

5 - Amortisseur selon la'revendication 1, carac- térisé en ce que la soupape de dérivation (10) est fixée à l'amortisseur par vissage.

6 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la soupape de dérivation (10) est vis- sée dans le fond (12) à peu près perpendiculairement à l'axe central (17) de l'amortisseur.

7 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- 5 térisé en ce qu'au moins deux soupapes de dérivation (10) sont réparties sur la circonférence.

8 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que, dans le cas o on utilise plusieurs soupapes de dérivation (10), on prévoit un nombre corres- 10 pondant de canaux (11).

9 - Amortisseur selon la revendication 3, carac- térisé en ce que plusieurs canaux élémentaires (18) par- tent du canal (11) disposé coaxialement et débouchent dans la chambre de compensation (9), chacun des canaux 15 élémentaires (18) étant commandés par une soupape de dérivation (10).

10 - Amortisseur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la soupape de dérivation (10) est composée d'un électro-aimant (19) et d'une armature 20 (20).

11 - Amortisseur selon la revendication 10, ca- ractérisé en ce que l'armature (20) de l'électro-aimant (19) commande un obturateur (13) mobile dans la direc- tion axiale. 25

12 - Amortisseur selon la revendication 11, ca- ractérisé en ce que l'obturateur (13) coopère avec un ressort de rappel (21).